Encryption with weakly random keys using quantum ciphertext

BOUDA, Jan, Matej PIVOLUSKA a Martin PLESCH. Encryption with weakly random keys using quantum ciphertext. Quantum Information and Computing. Princeton, USA: Rinton, roč. 12, 5-6, s. 395-403. ISSN 1533-7146. 2012.

Základní údaje

• Originální název: Encryption with weakly random keys using quantum ciphertext
• Autoři: BOUDA, Jan (203 Česká republika, garant, domácí), Matej PIVOLUSKA (703 Slovensko, domácí) a Martin PLESCH (703 Slovensko, domácí).
• Vydání: Quantum Information and Computing, Princeton, USA, Rinton, 2012, 1533-7146.

Další údaje

• Originální jazyk: angličtina
• Typ výsledku: Článek v odborném periodiku
• Obor: 10201 Computer sciences, information science, bioinformatics
• Stát vydavatele: Spojené státy
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Impakt faktor: Impact factor: 1.646
• Kód RIV: RIV/00216224:14330/12:00057319
• Organizační jednotka: Fakulta informatiky
• UT WoS: 000304380700002
• Klíčová slova anglicky: quantum cryptography weak randomness encryption
• Štítky: best
• Příznaky: Mezinárodní význam, Recenzováno

Anotace

The lack of perfect randomness can cause significant problems in securing communication between two parties. McInnes and Pinkas proved that unconditionally secure encryption is impossible when the key is sampled from a weak random source. The adversary can always gain some information about the plaintext, regardless of the cryptosystem design. Most notably, the adversary can obtain full information about the plaintext if he has access to just two bits of information about the source (irrespective on length of the key). In this paper we show that for every weak random source there is a cryptosystem with a classical plaintext, a classical key, and a quantum ciphertext that bounds the adversary's probability $p$ to guess correctly the plaintext strictly under the McInnes-Pinkas bound, except for a single case, where it coincides with the bound. In addition, regardless of the source of randomness, the adversary's probability $p$ is strictly smaller than $1$ as long as there is some uncertainty in the key (Shannon/min-entropy is non-zero). These results are another demonstration that quantum information processing can solve cryptographic tasks with strictly higher security than classical information processing.

Návaznosti

• GAP202/12/1142, projekt VaV: Název: Slabé zdroje entanglementu a náhodnosti

Investor: Grantová agentura ČR, Weak sources of entanglement and randomness

• GBP202/12/G061, projekt VaV: Název: Centrum excelence - Institut teoretické informatiky (CE-ITI) (Akronym: CE-ITI)

Investor: Grantová agentura ČR, Centrum excelence - Institut teoretické informatiky

• MUNI/A/0914/2009, interní kód MU: Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace (Akronym: SV-FI MAV)

Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty